化工生產(chǎn)中,最關(guān)鍵的部位即是反應(yīng)設(shè)備,對(duì)反應(yīng)設(shè)備及相連的管道等進(jìn)行工藝控制,就是控制反應(yīng)的溫度、壓力、進(jìn)料比、投料次序及及控制反應(yīng)物料的純度、副反應(yīng)等。其主要的注意事項(xiàng)如下:
① 控制原料配比、原料純度及加入次序,防止由于配比不當(dāng)及雜質(zhì)含量過高導(dǎo)致反應(yīng)失控及副反應(yīng)的發(fā)生。
?、?對(duì)需要有惰性氣體保護(hù)的反應(yīng),應(yīng)加入惰氣保護(hù),防止物料在爆炸極限內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)。
?、?對(duì)放熱反應(yīng),需采用應(yīng)夾套冷卻或物料循環(huán)來移走反應(yīng)熱,防止設(shè)備超溫。
?、?對(duì)需攪拌的反應(yīng),應(yīng)有監(jiān)視攪拌運(yùn)行措施,如軸速、電動(dòng)機(jī)電流等,防止攪拌中斷,造成散熱不良或局部反應(yīng)劇烈而發(fā)生危險(xiǎn)。
?、?保證水、電、氣、風(fēng)等公用工程的供給。
⑥ 對(duì)于壓力反應(yīng)設(shè)備,應(yīng)有安全閥及其它泄壓設(shè)施,注意監(jiān)控反應(yīng)壓力,防止超壓造成設(shè)備爆炸或物料泄漏而產(chǎn)生火災(zāi)爆炸事故。
⑦ 控制投料速度和數(shù)量,防止由于投料量過大或過快而使設(shè)備超溫、超壓,造成物料的突淋、沖料起火、爆炸。
⑧ 掌握反應(yīng)原料、催化劑的化學(xué)特性。
?。?)塔、槽類
塔類設(shè)備按內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)劃分為板式塔和填料塔兩大類。在化工生產(chǎn)中,塔類設(shè)備也是非常普遍使用的設(shè)備,對(duì)塔類設(shè)備的控制也關(guān)系到生產(chǎn)的正常運(yùn)行,如果控制不好,將出現(xiàn)泄漏、中毒、火災(zāi)或爆炸等事故。應(yīng)對(duì)塔類設(shè)備注意以下問題:
① 控制好塔底液面、溫度、壓力及物料流速,防止液面超高而產(chǎn)生事故。例如在催化裂化裝置生產(chǎn)中,當(dāng)分餾塔底液面超高至油氣線入口時(shí),就會(huì)造成反應(yīng)器憋壓,若處理不當(dāng),會(huì)導(dǎo)致催化劑倒流的惡性事故。
?、?注意塔底再沸器和塔頂回流操作。同樣在催化裂化裝置生產(chǎn)中,當(dāng)分餾塔頂油氣分離器液面超高,就會(huì)造成富氣帶液,損壞氣壓機(jī)。
③ 壓力容器應(yīng)有壓力釋放措施。真空塔類要防止空氣進(jìn)入而與物料形成爆炸性混合物,導(dǎo)致火災(zāi)爆炸。例如在丙烯酸生產(chǎn)中,丙烯酸提純單元是在負(fù)壓下操作,如果設(shè)備管線和閥門等連接處密封不良,空氣漏入,則極為危險(xiǎn)。
?、?防止物料對(duì)塔、槽等設(shè)備的腐蝕,經(jīng)常檢查設(shè)備。例如在催化裂化裝置中,吸收穩(wěn)定塔中的油氣、汽油等物料易腐蝕設(shè)備而引起泄漏,造成火災(zāi)爆炸事故。
?。?)換熱器
列管式換熱器是化工生產(chǎn)中應(yīng)用最廣的一種換熱器,并且在生產(chǎn)中也經(jīng)常采用換熱器來對(duì)物料進(jìn)行熱交換,移走反應(yīng)熱能等。對(duì)換熱器的安全問題應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
?、?選用符合規(guī)定的材質(zhì),防止管束破裂。導(dǎo)致物料泄漏而產(chǎn)生意外事故,并防止泄漏的流體導(dǎo)致的設(shè)備腐蝕、變脆、及損壞問題(包括法蘭、密封處)。在二氯乙烷生產(chǎn)中,二氯乙烷換熱器的壓力為0.015MPa,冷卻水的壓力為0.30MPa,一旦二氯乙烷換熱器出現(xiàn)泄漏,水分就會(huì)進(jìn)入到物料液體中,導(dǎo)致設(shè)備管道及反應(yīng)器帶水,使反應(yīng)失控。據(jù)統(tǒng)計(jì),換熱器的事故率為60次/106h,管束、封頭失效,管子脹口泄漏、腐蝕以及因換熱器材料疲勞、零部件破壞等而引起的燃燒爆炸事故也時(shí)有發(fā)生。
在乙烯生產(chǎn)中,急冷換熱器是裂解裝置中的五大關(guān)鍵設(shè)備之一。換熱器管內(nèi)通過高溫裂解氣,入口溫度約827℃,壓力約110KPa(表壓),在0.1S內(nèi)將溫度降到350℃~600℃,傳熱得人心強(qiáng)度高,管外走高壓熱水,溫度約320℃,壓力為8 MPa ~13MPa,管內(nèi)外必須承受很大的溫度差和壓力差,因此其操作條件極為苛刻。
?、?對(duì)有可能產(chǎn)生泄漏的換熱器,應(yīng)在物料或冷卻水出口處進(jìn)行取樣分析。
?、?防止無冷卻介質(zhì)或換熱器短路而使其他工藝單元超溫。
?。?)壓縮機(jī)、泵類
化工生產(chǎn)中的動(dòng)力設(shè)備主要為壓縮機(jī)、離心泵。由于種種原因,壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子不平衡就會(huì)引起葉輪飛裂、葉片斷裂、轉(zhuǎn)子損壞、軸承與軸瓦燒壞以及異常振動(dòng)。泵軸燒壞斷裂,軸承、軸瓦嚴(yán)重磨損,軸封嚴(yán)重泄漏及其它零部件損壞,泵電機(jī)燒壞而停產(chǎn)及由此而引起的燃燒爆炸、灼傷事故,是離心泵的常見事故。對(duì)壓縮機(jī)、泵類在工藝生產(chǎn)中的安全注意事項(xiàng)如下:
① 檢查壓縮機(jī)負(fù)荷是否穩(wěn)定,保證在穩(wěn)定穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)運(yùn)行,防止壓縮機(jī)發(fā)生喘振。例如在加氫裂化生產(chǎn)中,循環(huán)氫壓縮機(jī)是裝置的關(guān)鍵部位,它既為反應(yīng)過程提供氫氣,又為控制反應(yīng)器溫度提供冷氫。其運(yùn)轉(zhuǎn)速度高達(dá)8950r/min,一旦因故障停機(jī),供氫中斷,會(huì)造成反應(yīng)器超溫、超壓而引起事故。
② 監(jiān)視壓縮機(jī)各段吸入罐的液位,以防止壓縮機(jī)因高液位連鎖停車,或因液面儀表失靈,氣體帶液進(jìn)入壓縮機(jī),造成壓縮機(jī)系統(tǒng)停車。同樣在加氫裂化生產(chǎn)中,如果循環(huán)氫帶液,也會(huì)導(dǎo)致壓縮機(jī)失去平衡,產(chǎn)生振動(dòng),嚴(yán)重時(shí)會(huì)損壞設(shè)備,造成氫氣泄漏,引起燃燒爆炸。在深冷分離過程中,也存在這樣的問題,當(dāng)反應(yīng)塔液位升高,進(jìn)入廢氣壓縮機(jī)的深冷氣體中就會(huì)含有液體,導(dǎo)致壓縮機(jī)損壞及生產(chǎn)停車。
?、?檢查壓縮機(jī)油泵、軸位移、溫度等連鎖系統(tǒng)是否處于正常狀態(tài),對(duì)設(shè)備經(jīng)常進(jìn)行維護(hù),防止因腐蝕、裂縫等原因而發(fā)生的物料泄漏事故。
?、?一般吸入壓力不允許在負(fù)壓下操作,以防止空氣進(jìn)入壓縮機(jī)與介質(zhì)形成混合性爆炸物。
⑤ 保證潤(rùn)滑油、密封油、冷卻水系統(tǒng)供給正常。
?、?加強(qiáng)泵密封點(diǎn)的檢查,防止泄漏。
⑦ 泵的選用應(yīng)注意設(shè)計(jì)壓力、溫度,防止泵在使用中出現(xiàn)超溫、超壓。
?、?對(duì)關(guān)鍵的泵應(yīng)采用一開一備方式。例如在二氯乙烷生產(chǎn)中,其中二氯乙烷泵處理的EDC流量大,一部分物料送至二氯乙烷精制單元,另一部分物料循環(huán)回反應(yīng)器,起到為反應(yīng)器提供冷卻的作用。根據(jù)資料的統(tǒng)計(jì),離心泵的事故率為300次/106h,因此一旦該泵出現(xiàn)故障,將引起反應(yīng)器溫度劇升,可能導(dǎo)致火災(zāi)爆炸事故。
?。?)其他關(guān)鍵生產(chǎn)部位
在化工生產(chǎn)中,也需要用到其它生產(chǎn)設(shè)備,如離心機(jī)、汽輪機(jī)、廢熱鍋爐、加熱爐等。在這些部位也會(huì)發(fā)生一些事故,而導(dǎo)致生產(chǎn)停車等。例如離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓振動(dòng)、機(jī)身振動(dòng)和分離易燃易爆液體時(shí)發(fā)生的燃燒爆炸事故也時(shí)有發(fā)生;廢熱鍋爐有爐管爆炸、爐體損壞、管束失效等事故模式;由于種種原因?qū)е录訜釥t爐管泄漏、嚴(yán)重?fù)p壞、爆炸、爐嘴環(huán)隙堵塞和整個(gè)爐體爆炸是常見的生產(chǎn)事故;而汽輪機(jī)動(dòng)葉片是汽輪機(jī)的最薄弱的環(huán)節(jié)。對(duì)于這些部位,在生產(chǎn)中應(yīng)注意:
?、?對(duì)于廢熱鍋爐,應(yīng)控制好水質(zhì),防止葉輪及流道結(jié)垢;檢查汽包液面是否控制平穩(wěn),防止因過熱蒸汽帶液而發(fā)生水錘現(xiàn)象損壞設(shè)備,或產(chǎn)生干鍋,導(dǎo)致爆炸事故。
?、?對(duì)于加熱爐,要控制好燃燒空氣的流量及物料流量;防止可燃?xì)怏w與空氣同時(shí)進(jìn)入燃燒室而發(fā)生爆炸;在燃料氣系統(tǒng)中,應(yīng)有防液體的保護(hù)措施。
③ 對(duì)于汽輪機(jī)、風(fēng)機(jī)、電機(jī)等設(shè)備,應(yīng)對(duì)重要的控制點(diǎn)如溫度、壓力、軸位移及潤(rùn)滑油系統(tǒng)的正常工藝條件執(zhí)行情況進(jìn)行檢查,防止因各相關(guān)流量、溫度、壓力變化、調(diào)節(jié)系統(tǒng)失靈而發(fā)生的火災(zāi)和爆炸事故。